EP3810347B1 - Verfahren und walzgerüst zum walzen von walzgut - Google Patents

Verfahren und walzgerüst zum walzen von walzgut Download PDF

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EP3810347B1
EP3810347B1 EP19734011.0A EP19734011A EP3810347B1 EP 3810347 B1 EP3810347 B1 EP 3810347B1 EP 19734011 A EP19734011 A EP 19734011A EP 3810347 B1 EP3810347 B1 EP 3810347B1
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EP
European Patent Office
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roll
emulsion
friction
droplet size
rolling
Prior art date
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Wolfgang Denker
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0239—Lubricating
    • B21B45/0245—Lubricating devices
    • B21B45/0248—Lubricating devices using liquid lubricants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0251—Lubricating devices using liquid lubricants, e.g. for sections, for tubes for strips, sheets, or plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
    • B21B27/10—Lubricating, cooling or heating rolls externally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
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    • B21B45/0239—Lubricating
    • B21B45/0242—Lubricants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21B2275/00—Mill drive parameters
    • B21B2275/10—Motor power; motor current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2275/00—Mill drive parameters
    • B21B2275/10—Motor power; motor current
    • B21B2275/12—Roll torque

Definitions

  • the invention relates to a method and a roll stand for rolling, in particular for cold rolling, of rolling stock, in particular metal strip, more particularly steel strip.
  • Roll stands and methods for their operation are well known in the prior art. It is also known, in particular, to lubricate steel strip with emulsions before it enters the nip of a roll stand.
  • lubricating with an emulsion i. H. with a mixture of water and a lubricant
  • the optimal friction conditions in the roll gap can be suitably adjusted by applying emulsions with different concentrations of lubricant to the top and bottom of the rolling stock.
  • the individual setting of lubricant concentrations in emulsions for the top and bottom of a rolling stock is known, for example, from WO 2013/120750 .
  • mixers or atomizer devices upstream of the upper and lower spray nozzles on the entry side of a roll stand, which are designed to adjust the droplet size of the emulsion applied to the rolling stock by the spray nozzles as a function of rolling conditions.
  • the droplet size preset in this way applies equally to the top and bottom of the rolling stock; please refer JP 5076920A .
  • EP 0 908 248 A2 a method and a rolled stock for rolling according to the preambles of claims 1 and 7.
  • the invention is based on the object of further developing a known roll stand and a known method for rolling rolled stock such that the friction conditions in the roll gap are optimized and the costs for this are minimized.
  • this method is characterized by the following steps: determining any size difference between the friction between the upper work roll and the top of the rolling stock and the friction below between the lower work roll and the underside of the rolling stock and reducing the droplet size of the first emulsion and / or increasing the Droplet size of the second emulsion as long as the top friction is greater than the bottom friction; and vice versa.
  • top friction and bottom friction are to be understood as defined in claim 1.
  • first emulsion refers to the emulsion which is sprayed onto the top work roll and/or onto the top of the rolled stock.
  • second emulsion denotes that emulsion which is sprayed onto the lower work roll and/or onto the underside of the rolling stock.
  • roller stand means in particular a two-high, four-high or six-high roll stand.
  • an upper roll drive is provided for driving the upper work roll, an upper intermediate roll or an upper back-up roll; and a lower roller drive is provided for
  • the friction in the roll gap can be reduced; conversely, an increase in droplet size causes an increase in friction.
  • the expression "and vice versa" at the end of claim 1 means an alternative for the last method step as follows: increasing the droplet size of the first emulsion and/or decreasing the droplet size of the second emulsion, as long as the friction at the top is smaller than the friction at the bottom.
  • the claimed optimum setting of the friction conditions in the roll gap ie the desired balance between the friction at the top and the friction at the bottom primarily by suitably changing the droplet size, offers the advantage that this procedure is cheaper than changing the concentration of the lubricant in the emulsion.
  • Lubricant is generally expensive and should advantageously be reduced to a minimum amount both for price reasons and to avoid unnecessary pollution of the environment.
  • the claimed adjustment of the friction conditions in the roll gap by the claimed change in the droplet size is advantageous because this procedure does not require any unnecessary use of lubricant, ie there is no unnecessary discharge of lubricant over the finished rolled strip surface. This has a positive effect on strip cleanliness.
  • the equalization of the friction conditions between the upper work roll and the upper side of the strip and the lower work roll and the underside of the strip basically has the effect of influencing the torque distortions and chatter problems in the roll stand and also enables any expansion of the product range for specific roll stands.
  • differences between the friction at the top and the friction at the bottom are determined as a representative difference between the torque generated by the upper roller drive and the torque generated by the lower roller drive.
  • the first embodiment provides that the droplet size of the first emulsion is reduced and/or the droplet size of the second emulsion is increased as long as the Torque M1 is greater than torque M2 generated by the lower roller drive; and vice versa.
  • a possible friction difference between the friction at the top and the friction at the bottom can also be determined representatively as the difference between the current flowing through the upper roller drive and the current flowing through the lower roller drive.
  • the droplet size of the first emulsion is then to be reduced and/or the droplet size of the second emulsion is to be increased, as long as the current flowing through the upper roller drive is greater than the current flowing through the lower electric roller drive; and vice versa.
  • the method according to the invention primarily provides for an adaptation of the friction at the top to the friction at the bottom by an appropriate change in the droplet size of the first and the second emulsion, as just described.
  • This attempted equalization of the friction is preferably carried out with an initially preset minimum concentration of the lubricant in the first and the second emulsion, as stated, for cost reasons, in order to keep the costs for the lubricant as low as possible.
  • the concentration of the lubricant in the first and/or in the second emulsion can also be changed, particularly if the friction conditions are changed by changing the Droplet size alone cannot be adequately adjusted.
  • the concentration of the lubricant in at least one of the two emulsions can then be increased in order to further reduce the friction when a further reduction in the droplet size is no longer possible; and vice versa.
  • a single figure is attached to the invention, which shows the roll stand with various components for the application of emulsions.
  • the figure shows a roll stand 100 for rolling, in particular for cold rolling, of a rolling stock 200, in particular a metal strip.
  • the roll stand comprises an upper and a lower work roll 140-I, 140-II, which define a nip for rolling the rolled stock 200. Said work rolls can each be supported by back-up rolls.
  • upper spray nozzles 130-II for spraying a first emulsion onto the upper work roll 140-I and/or onto the upper side of the rolling stock 200 on the entry side E of the roll stand 100.
  • lower spray nozzles 130-II are provided for spraying a second Emulsion on the lower work roll 140-II and/or on the underside of the rolling stock 200, also on the entry side E of the roll stand.
  • the roller When determining the difference in torque, the roller can be driven directly or indirectly by a drag drive from an adjacent driven roller.
  • a first mixing device 110-I which mixes water from a water tank 180 in a predetermined mixing ratio with a lubricant, for example rolling oil or kerosene, from a lubricant tank 190 to produce the first emulsion.
  • the first emulsion thus provided at the outlet of the upper mixing device 110-I is fed to a downstream upper atomizer device 120-I, which is designed to set the droplet size of the first emulsion as a function of a first control signal S1, before the emulsion is fed to the upper spray nozzle 130-I becomes.
  • An analog mixing device 110-II and atomizing device 120-II are provided for creating the second emulsion and for adjusting the droplet size in the second emulsion in response to a second control signal S2.
  • the second emulsion produced analogously in this way is then fed to the lower spray nozzle 130-II.
  • the figure also shows that the upper work roll 140-I is driven by an upper roll drive 160-I via a spindle, for example.
  • the lower work roll 140-II is driven by a lower roll drive 160-I via a spindle, for example.
  • a determination device 170 is provided for determining a (magnitude) difference ⁇ R between the friction at the top between the upper work roll 140-I and the top side of the rolling stock 200 and the friction at the bottom between the lower work roll 140-II and the underside of the rolling stock 200.
  • a control device 150 is also provided for generating a first control signal S1 for the upper atomizer device 120-I and a second actuating signal S2 for the lower atomizer device 120-II as a function of the possible difference ⁇ R between the friction at the top and the friction at the bottom determined by the determination device 170.
  • the control device 150 generates the first control signal S1 for the upper atomizer device 120-I in such a way that the droplet size for the first emulsion is reduced and/or the second control signal S2 for the lower atomizer device 120-II in such a way that the droplet size for the second emulsion is increased as long as the friction at the top is greater than the friction at the bottom.
  • control device 150 can also form first control signal S1 and second control signal S2 such that the droplet size of the first emulsion is increased and/or the droplet size of the second emulsion is reduced, as long as the friction at the top is lower than the friction at the bottom.
  • the inventive (possibly different) adjustment of the droplet size at the top and bottom always aims to compensate for the friction at the top and bottom, i. H. the friction at the top and the friction at the bottom should be or become the same.
  • the present invention basically provides two alternatives for the design of a determination device.
  • determination device 170 has a first torque measuring device 172-I for measuring torque M1 generated by upper roller drive 160-I and a second torque measuring device 172-II for measuring torque M2 generated by lower roller drive 160-II.
  • the determination device 170 has a calculation device 176 for calculating the magnitude difference ⁇ R between the friction at the top and the friction at the bottom, representative of the difference between the torque M1 generated by the upper roller drive and that generated by the lower roller drive Torque M2. The difference is calculated, for example, as the difference or as the quotient between the two torques M1 and M2.
  • control device 150 In the described first exemplary embodiment of the determination device, control device 150 generates the two control signals S1 and S2 for upper and lower atomizer device 120-I, 120-II as a function of the calculated difference between torques M1 and M2. Specifically, control device 150 is then configured to generate control signals S1, S2 in such a way that the droplet size generated by upper atomizer device 120-I is reduced for the first emulsion and/or the droplet size generated by lower atomizer device 120-II is reduced for the second emulsion is increased as long as the torque M1 generated by the upper roller drive is greater than the torque M2 generated by the lower roller drive; and vice versa.
  • the determination device 170 is designed to determine the size difference ⁇ R between the friction at the top and the friction at the bottom as a function of the currents through the roller drives.
  • the determination device 170 has a first current measuring device 174-I for measuring the current flowing through the upper roller drive 160-I and a second current measuring device 174-II for measuring the current flowing through the lower roller drive 160-II.
  • the determination device 170 has the calculation device 176, which in this case is designed to calculate the magnitude difference ⁇ R between the friction at the top and the friction at the bottom, representative of the difference between the current flowing through the upper roller drive and the current flowing through the lower roller drive .
  • the difference in friction ⁇ R can be determined as the difference or as the quotient of the currents.
  • the control device 150 is designed to generate the control signals S1 and S2 for the upper and the lower atomizing device 120-I, 120-II in such a way that the signals from the upper
  • the droplet size of the first emulsion generated by the atomizer device 120-I is reduced and/or the droplet size of the second emulsion generated by the lower atomizer device 120-II is increased, as long as the current flowing through the upper roller drive 160-I is greater than that through the lower roller drive 160- II flowing current. This also applies in reverse.
  • control device 150 can also be configured to transmit additional control signals S3 and S4 for mixing devices 110-I and 110-II to generate. These control signals are then generated by the control device in such a way that the concentration of the lubricant set by the mixing devices in the first emulsion is increased and/or reduced for the second emulsion as long as the friction at the top is greater than the friction at the bottom, and vice versa.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Walzgerüst zum Walzen, insbesondere zum Kaltwalzen von Walzgut, insbesondere von Metallband, weiter insbesondere von Stahlband.
  • Walzgerüste und Verfahren zu deren Betrieb sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Weiterhin ist es bekannt, insbesondere Stahlband mit Emulsionen vor seinem Eintritt in den Walzspalt eines Walzgerüstes zu schmieren. Bei der Schmierung mit einer Emulsion, d. h. mit einer Mischung aus Wasser und einem Schmiermittel ist es bekannt, die optimalen Reibverhältnisse im Walzspalt durch Auftragung von Emulsionen mit unterschiedlicher Konzentration an Schmiermittel auf die Oberseite und die Unterseite des Walzgutes geeignet einzustellen.
  • Die individuelle Einstellung von Schmiermittel-Konzentrationen bei Emulsionen für die Oberseite und die Unterseite eines Walzgutes ist beispielsweise bekannt aus der WO 2013/120750 .
  • Weiterhin ist es bekannt, den oberen und unteren Spritzdüsen auf der Eingangsseite eines Walzgerüstes Mischer bzw. Zerstäubereinrichtungen vorzuschalten, welche ausgebildet sind, die Tröpfchengröße der durch die Sprühdüsen auf das Walzgut aufgetragenen Emulsion in Abhängigkeit von Walzbedingungen einzustellen. Die so voreingestellte Tröpfchengröße gilt für die Oberseite und die Unterseite des Walzgutes gleichermaßen; siehe JP 5076920 A .
  • Weiterhin ist es aus der japanischen Druckschrift JP 2007/160367 A bekannt, sowohl die Konzentration wie auch die Tröpfchengröße einer Emulsion individuell einzustellen in Abhängigkeit der Walzgeschwindigkeit.
  • Darüber hinaus sind im Stand der Technik kombinierte Mischer- und Zerstäubereinrichtungen für Emulsionen bekannt; sie werden beispielsweise von einer Firma Silverson Machines hergestellt.
  • Schließlich offenbart die europäische Patentanmeldung EP 0 908 248 A2 ein Verfahren und ein Walzgut zum Walzen gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 7.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Walzgerüst und ein bekanntes Verfahren zum Walzen von Walzgut dahingehend weiterzubilden, dass die Reibverhältnisse im Walzspalt optimiert und die Kosten dafür minimiert werden.
  • Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Demnach ist dieses Verfahren gekennzeichnet durch folgende Schritte: Ermitteln eines eventuellen Größenunterschieds zwischen der Reibung zwischen der oberen Arbeitswalze und der Oberseite des Walzgutes und der Reibung unten zwischen der unteren Arbeitswalze und der Unterseite des Walzgutes und Verkleinern der Tröpfchengröße der ersten Emulsion und/oder Vergrößern der Tröpfchengröße der zweiten Emulsion, solange die Reibung oben größer ist als die Reibung unten; und umgekehrt.
  • Die Begriffe "Reibung oben" und "Reibung unten" sind so zu verstehen, wie sie im Anspruch 1 definiert sind.
  • Der Begriff "erste Emulsion" bezeichnet die Emulsion, die auf die obere Arbeitswalze und/oder auf die Oberseite des Walzgutes aufgespritzt wird. Analog bezeichnet der Begriff "zweite Emulsion" diejenige Emulsion, welche auf die untere Arbeitswalze und/oder auf die Unterseite des Walzgutes aufgespritzt wird.
  • Der Begriff "Walzgerüst" meint insbesondere ein Duo-, Quarto- oder Sexto-Walzgerüst. Je nach Art des Walzgerüstes ist ein oberer Walzenantrieb vorgesehen zum Antreiben der oberen Arbeitswalze, einer oberen Zwischenwalze oder einer oberen Stützwalze; und ist ein unterer Walzantrieb vorgesehen zum
  • Antreiben der unteren Arbeitswalze, einer oberen Zwischenwalze oder einer oberen Stützwalze.
  • Durch eine Verkleinerung der Tröpfchengröße der Emulsion kann die Reibung im Walzspalt verringert werden; umgekehrt bewirkt eine Vergrößerung der Tröpfchengröße eine Erhöhung der Reibung.
  • Der Ausdruck "und umgekehrt" am Ende des Anspruchs 1 meint eine Alternative für den letzten Verfahrensschritt wie folgt: Vergrößern der Tröpfchengröße der ersten Emulsion und/oder Verkleinern der Tröpfchengröße der zweiten Emulsion, solange die Reibung oben kleiner ist als die Reibung unten.
  • Die beanspruchte optimale Einstellung der Reibverhältnisse im Walzspalt, d. h. der angestrebte Ausgleich zwischen der Reibung oben und der Reibungen unten primär durch geeignete Veränderung der Tröpfchengröße bietet den Vorteil, dass dieses Vorgehen preiswerter ist als eine Änderung der Konzentration des Schmiermittels in der Emulsion. Schmiermittel ist grundsätzlich teuer und sollte vorteilhafterweise sowohl aus Preisgründen wie auch zur Vermeidung einer unnötigen Belastung der Umwelt auf eine Minimalmenge reduziert werden. Da bietet sich die beanspruchte Einstellung der Reibverhältnisse im Walzspalt durch die beanspruchte Änderung der Tröpfchengröße als vorteilhaft an, denn bei dieser Vorgehensweise bedarf es keines unnötigen Einsatzes von Schmiermittel, d. h. es kommt auch nicht zu einem unnötigen Austrag von Schmiermittel über die fertig gewalzte Bandoberfläche. Das beeinflusst die Bandsauberkeit positiv. Der Ausgleich der Reibverhältnisse zwischen der oberen Arbeitswalze und der Oberseite des Bandes und der unteren Arbeitswalze und der Unterseite des Bandes bewirkt grundsätzlich, d. h. unabhängig davon, ob er durch eine Änderung der Ölkonzentration oder durch eine Änderung der Tröpfchengröße erfolgt, vorteilhafterweise eine Einflussnahme auf Drehmomenten-Verwerfungen sowie auf Chatter-Probleme im Walzgerüst und ermöglicht darüber hinaus eine beliebige Erweiterung des Produktspektrums für bestimmte Walzgerüste.
  • Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel werden Unterschiede zwischen der Reibung oben und der Reibung unten repräsentiv ermittelt als Unterschied zwischen dem von dem oberen Walzenantrieb erzeugten Drehmoment und dem von dem unteren Walzenantrieb erzeugten Drehmoment. Zum Ausgleich dieser Drehmomente und damit auch zum Ausgleich eventueller Reibungsunterschiede zwischen der Reibung oben und der Reibung unten sieht das erste Ausführungsbeispiel vor, dass die Tröpfchengröße der ersten Emulsion verkleinert und/oder die Tröpfchengröße der zweiten Emulsion vergrößert wird, solange das von dem oberen Walzenantrieb erzeugte Drehmoment M1 größer ist als das von dem unteren Walzenantrieb erzeugte Drehmoment M2; und umgekehrt.
  • Alternativ kann ein eventueller Reibungsunterschied zwischen der Reibung oben und der Reibung unten repräsentativ auch ermittelt werden als Unterschied zwischen dem durch den oberen Walzenantrieb fließenden Strom und dem durch den unteren Walzenantrieb fließenden Strom. Auch bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist dann die Tröpfchengröße der ersten Emulsion zu verkleinern und/oder die Tröpfchengröße der zweiten Emulsion zu vergrößern, solange der durch den oberen Walzenantrieb fließende Strom größer ist als der durch den unteren elektrischen Walzenantrieb fließende Strom; und umgekehrt.
  • Aus den oben genannten Kostengründen sieht das erfindungsgemäße Verfahren primär eine Anpassung der Reibung oben an die Reibung unten durch eine geeignete Änderung der Tröpfchengröße der ersten und der zweiten Emulsion vor, wie soeben beschrieben. Diese versuchte Angleichung der Reibungen erfolgt vorzugsweise bei zunächst voreingestellter minimaler Konzentration des Schmiermittels in der ersten und der zweiten Emulsion, wie gesagt, aus Kostengründen, um die Kosten für das Schmiermittel möglichst gering zu halten. Zusätzlich zu der Tröpfchengröße kann jedoch auch die Konzentration des Schmiermittels in der ersten und/oder in der zweiten Emulsion verändert werden, insbesondere wenn sich die Reibverhältnisse durch eine Veränderung der Tröpfchengröße alleine nicht hinreichend anpassen lassen. Die Konzentration des Schmiermittels in zumindest einer der beiden Emulsionen kann dann erhöht werden, um die Reibung noch weiter zu verringern, wenn eine weitergehende Verkleinerung der Tröpfchengröße nicht mehr möglich ist; und umgekehrt.
  • Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Walzgerüst gemäß den Ansprüchen 7 bis 10 gelöst. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Walzgerüstes entsprechen den oben mit Bezug auf das beanspruchte Verfahren genannten Vorteilen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Der Erfindung ist eine einzige Figur beigefügt, welche das Walzgerüst mit diversen Komponenten zum Auftragen von Emulsionen zeigt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf diese Figur in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben.
  • Die Figur zeigt ein Walzgerüst 100 zum Walzen, insbesondere zum Kaltwalzen eines Walzgutes 200, insbesondere eines Metallbandes. Das Walzgerüst umfasst eine obere und eine untere Arbeitswalze 140-I, 140-II, welche einen Walzspalt aufspannen zum Walzen des Walzgutes 200. Die besagten Arbeitswalzen können jeweils durch Stützwalzen abgestützt sein.
  • Dem Walzgerüst zugeordnet sind obere Spritzdüsen 130-II zum Spritzen einer ersten Emulsion auf die obere Arbeitswalze 140-I und/oder auf die Oberseite des Walzgutes 200 auf der Eintrittsseite E des Walzgerüstes 100. Analog sind untere Spritzdüsen 130-II vorgesehen zum Spritzen einer zweiten Emulsion auf die untere Arbeitswalze 140-II und/oder auf die Unterseite des Walzgutes 200, ebenfalls auf der Eintrittsseite E des Walzgerüstes.
  • Bei der Ermittlung des Drehmomenten-Unterschieds kann die Walze unmittelbar angetrieben sein oder mittelbar per Schleppantrieb einer benachbarten angetriebenen Walze.
  • Zur Herstellung der ersten Emulsion ist eine erste Mischeinrichtung 110-I vorgesehen, welche zum Herstellen der ersten Emulsion Wasser aus einem Wassertank 180 in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis mit einem Schmiermittel, beispielsweise Walzöl oder Kerosin aus einem Schmiermitteltank 190 mischt. Die so am Ausgang der oberen Mischeinrichtung 110-I bereitgestellten ersten Emulsion wird einer nachgeschalteten oberen Zerstäubereinrichtung 120-I zugeführt, welche ausgebildet ist, die Tröpfchengröße der ersten Emulsion in Abhängigkeit eines ersten Stellsignals S1 einzustellen, bevor die Emulsion der oberen Spritzdüse 130-I zugeführt wird.
  • Eine analoge Mischeinrichtung 110-II und Zerstäubereinrichtung 120-II sind bereitgestellt zum Erzeugen der zweiten Emulsion und zum Einstellen der Tröpfchengröße in der zweiten Emulsion im Ansprechen auf ein zweites Stellsignal S2. Die auf diese Weise analog hergestellte zweite Emulsion wird nachfolgend der unteren Spritzdüse 130-II zugeführt.
  • In der Figur ist weiterhin zu erkennen, dass die obere Arbeitswalze 140-I über beispielsweise eine Spindel von einem oberen Walzenantrieb 160-I angetrieben wird. Analog wird die untere Arbeitswalze 140-II über beispielsweise eine Spindel von einem unteren Walzenantrieb 160-I angetrieben. Erfindungsgemäß ist eine Ermittlungseinrichtung 170 vorgesehen zum Ermitteln eines (Größen-) Unterschieds ΔR zwischen der Reibung oben zwischen der oberen Arbeitswalze 140-I und der Oberseite des Walzgutes 200 und der Reibung unten zwischen der unteren Arbeitswalze 140-II und der Unterseite des Walzgutes 200. Gemäß der Erfindung ist weiterhin eine Steuereinrichtung 150 vorgesehen zum Generieren eines ersten Stellsignals S1 für die obere Zerstäubereinrichtung 120-I und eines zweiten Stellsignals S2 für die untere Zerstäubereinrichtung 120-II in Abhängigkeit des von der Ermittlungseinrichtung 170 ermittelten eventuellen Unterschieds ΔR zwischen der Reibung oben und der Reibung unten. Konkret erzeugt die Steuereinrichtung 150 das erste Stellsignal S1 für die obere Zerstäubereinrichtung 120-I so, dass die Tröpfchengröße für die erste Emulsion verkleinert wird und/oder das zweite Stellsignal S2 für die untere Zerstäubereinrichtung 120-II so, dass die Tröpfchengröße für die zweite Emulsion vergrößert wird, solange die Reibung oben größer ist als die Reibung unten. Umgekehrt kann die Steuereinrichtung 150 auch das erste Stellsignal S1 und das zweite Stellsignal S2 so ausbilden, dass die Tröpfchengröße der ersten Emulsion vergrößert und/oder die Tröpfchengröße der zweiten Emulsion verkleinert wird, solange die Reibung oben kleiner ist als die Reibung unten.
  • Die erfindungsgemäße (eventuell unterschiedliche) Einstellung der Tröpfchengröße oben und unten zielt immer auf einen Ausgleich der Reibungen oben und unten ab, d. h. die Reibung oben und die Reibung unten sollen gleich groß sein bzw. werden.
  • Zur Ermittlung eines eventuellen Reibungsunterschiedes zwischen der Reibung oben und der Reibung unten sieht die vorliegende Erfindung grundsätzlich zwei Alternativen zur Ausbildung einer Ermittlungseinrichtung vor.
  • Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel weist die Ermittlungseinrichtung 170 eine erste Drehmomentmesseinrichtung 172-I zum Messen des von dem oberen Walzenantrieb 160-I erzeugten Drehmomentes M1 und eine zweite Drehmomentmesseinrichtung 172-II auf zum Messen des von dem unteren Walzenantrieb 160-II erzeugten Drehmomentes M2. Zusätzlich weist die Ermittlungseinrichtung 170 eine Berechnungseinrichtung 176 auf zum Berechnen des Größenunterschiedes ΔR zwischen der Reibung oben und der Reibung unten repräsentiv als Unterschied zwischen dem von dem oberen Walzenantrieb erzeugten Drehmoment M1 und dem von dem unteren Walzenantrieb erzeugten Drehmoment M2. Der Unterschied wird beispielsweise berechnet als Differenz oder als Quotient zwischen den beiden Drehmomenten M1 und M2.
  • Bei dem beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel für die Ermittlungseinrichtung erzeugt die Steuereinrichtung 150 die beiden Stellsignale S1 und S2 für die obere und die untere Zerstäubereinrichtung 120-I, 120-II in Abhängigkeit des berechneten Unterschiedes zwischen den Drehmomenten M1 und M2. Konkret ist die Steuereinrichtung 150 dann ausgebildet, die Stellsignale S1, S2 derart zu generieren, dass die von der oberen Zerstäubereinrichtung 120-I erzeugte Tröpfchengröße für die erste Emulsion verkleinert und/oder die von der unteren Zerstäubereinrichtung 120-II erzeugte Tröpfchengröße bei der zweiten Emulsion vergrößert wird, solange das von dem oberen Walzenantrieb erzeugte Drehmoment M1 größer als das von dem unteren Walzenantrieb erzeugte Drehmoment M2; und umgekehrt.
  • Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Ermittlungseinrichtung 170 ausgebildet zum Ermitteln des Größenunterschieds ΔR zwischen der Reibung oben und der Reibung unten in Abhängigkeit der Ströme durch die Walzenantriebe. In diesem Fall weist die Ermittlungseinrichtung 170 eine erste Strommesseinrichtung 174-I zum Messen des durch den oberen Walzenantrieb 160-I fließenden Stromes und eine zweite Strommesseinrichtung 174-II auf zum Messen des durch den unteren Walzenantrieb 160-II fließenden Stromes. Darüber hinaus weist die Ermittlungseinrichtung 170 die Berechnungseinrichtung 176 auf, welche in diesem Fall ausgebildet ist, zum Berechnen des Größenunterschiedes ΔR zwischen der Reibung oben und der Reibung unten repräsentiv als Unterschied zwischen dem durch den oberen Walzenantrieb fließenden Strom und dem durch den unteren Walzenantrieb fließenden Strom. Der Reibungsunterschied ΔR kann als Differenz oder als Quotient der Ströme ermittelt werden. Die Steuereinrichtung 150 ist gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel ausgebildet, die Stellsignale S1 und S2 für die obere und die untere Zerstäubereinrichtung 120-I, 120-II derart zu generieren, dass die von der oberen Zerstäubereinrichtung 120-I erzeugte Tröpfchengröße der ersten Emulsion verkleinert und/oder die von der unteren Zerstäubereinrichtung 120-II erzeugte Tröpfchengröße der zweiten Emulsion vergrößert wird, solange der durch den oberen Walzenantrieb 160-I fließende Strom größer ist als der durch den unteren Walzenantrieb 160-II fließende Strom. Auch dies gilt wiederum umgekehrt.
  • Wenn zusätzlich zu einer Änderung der Tröpfchengröße auch eine Änderung der Konzentration des Schmiermittels in der ersten und/oder zweiten Emulsion gewünscht oder erforderlich wird, kann die Steuereinrichtung 150 auch ausgebildet sein, weitere Stellsignale S3 und S4 für die Mischeinrichtungen 110-I und 110-II zu generieren. Diese Stellsignale werden dann von der Steuereinrichtung derart generiert, dass die von den Mischeinrichtungen eingestellte Konzentration des Schmiermittels in der ersten Emulsion vergrößert und/oder für die zweite Emulsion verkleinert wird, solange die Reibung oben größer ist als die Reibung unten, und umgekehrt.
    • Bezugszeichenliste
    • 100
    Walzgerüst
    110-I
    Mischeinrichtung für erste Emulsion
    110-II
    Mischeinrichtung für zweite Emulsion
    120-I
    obere Zerstäubereinrichtung
    120-II
    untere Zerstäubereinrichtung
    130-I
    obere Spritzdüse
    130-II
    untere Spritzdüse
    140-I
    obere Arbeitswalze
    140-II
    untere Arbeitswalze
    150
    Steuereinrichtung
    160-I
    oberer Walzenantrieb
    160-II
    unterer Walzenantrieb
    170
    Ermittlungseinrichtung für Reibungsunterschied
    172-I
    (erste) Drehmomentmesseinrichtung für oberen Walzenantrieb
    172-II
    (zweite) Drehmomentmesseinrichtung für unteren Walzenantrieb
    174-I
    (erste) Strommesseinrichtung für oberen Walzenantrieb
    174-II
    (zweite) Strommesseinrichtung für unteren Walzenantrieb
    176
    Berechnungseinrichtung
    180
    Wassertank
    190
    Schmiermitteltank
    200
    Walzgut
    A
    Auslaufseite des Walzgerüstes
    E
    Einlaufseite des Walzgerüstes
    M1
    Drehmoment des oberen Walzenantriebs
    M2
    Drehmoment des unteren Walzenantriebs
    S1
    Stellsignal für obere Zerstäubereinrichtung
    S2
    Stellsignal für unsere Zerstäubereinrichtung
    S3
    Stellsignal für obere Mischeinrichtung
    S4
    Stellsignal für untere Mischeinrichtung
    ΔR
    Unterschied zwischen der Reibung oben und der Reibung unten

Claims (10)

  1. Verfahren zum Walzen, insbesondere Kaltwalzen, eines Walzgutes (200) mit Hilfe eines Walzgerüstes (100), wobei das Walzgerüst eine obere und eine untere Arbeitswalze (140-I, 140-II) aufweist, welche einen Walzspalt aufspannen zum Walzen des Walzgutes (200), aufweisend folgende Schritte:
    Mischen von Wasser und einem Schmiermittel zu einer ersten und einer zweiten Emulsion;
    Spritzen der ersten Emulsion auf die obere Arbeitswalze (140-I) und/oder auf die Oberseite des Walzgutes (200) auf der Einlaufseite (E) des Walzgerüstes (100);
    Spritzen der zweiten Emulsion auf die untere Arbeitswalze (140-II) und/oder die Unterseite des Walzgutes (200) auf der Einlaufseite des Walzgerüstes; und
    Ermitteln eines eventuellen Größenunterschieds zwischen der Reibung oben zwischen der oberen Arbeitswalze (140-I) und der Oberseite des Walzgutes (200) und der Reibung unten zwischen der unteren Arbeitswalze (140-II) und der Unterseite des Walzgutes;
    gekennzeichnet durch
    Einstellen der Tröpfchengröße bei der ersten oder der zweiten Emulsion; und
    Verkleinern der Tröpfchengröße der ersten Emulsion und/oder Vergrößern der Tröpfchengröße der zweiten Emulsion, solange die Reibung oben größer ist als die Reibung unten; und umgekehrt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die obere Arbeitswalze (140-I) oder eine obere Zwischenwalze oder eine obere Stützwalze von einem oberen Walzenantrieb (160-I) und die untere Arbeitswalze (140-II) oder eine untere Zwischenwalze oder eine untere Stützwalze von einem unteren Walzenantrieb (160-II) angetrieben werden; dass das von dem oberen Walzenantrieb (160-I) während des Walzbetriebs erzeugte Drehmoment (M1) und das von dem unteren Walzenantrieb (160-II) während des Walzbetriebs erzeugte Drehmoment (M2) gemessen werden; und
    dass der Größenunterschied zwischen der Reibung oben und der Reibung unten repräsentativ ermittelt wird als Unterschied zwischen dem von dem oberen Walzenantrieb (160-I) erzeugten Drehmoment (M1) und dem von dem unteren Walzenantrieb (160-II) erzeugten Drehmoment (M2); und
    dass die Tröpfchengröße der ersten Emulsion verkleinert und/oder die Tröpfchengröße der zweiten Emulsion vergrößert wird, solange das von dem oberen Walzenantrieb erzeugte Drehmoment (M1) größer ist als das von dem unteren Walzenantrieb erzeugte Drehmoment (M2); und umgekehrt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die obere Arbeitswalze (140-I) oder eine obere Zwischenwalze oder eine obere Stützwalze von einem oberen elektrischen Walzenantrieb (160-I) und die untere Arbeitswalze (140-II) oder eine untere Zwischenwalze oder eine untere Stützwalze von einem unteren elektrischen Walzenantrieb (160-II) angetrieben werden;
    dass der durch den oberen elektrischen Walzenantrieb während des Walzbetriebs fließende Strom und der durch den unteren elektrischen Walzenantrieb während des Walzbetriebs fließende Strom gemessen werden; und
    dass der Größenunterschied zwischen der Reibung oben und der Reibung unten repräsentativ ermittelt wird als Unterschied zwischen dem durch den oberen elektrischen Walzenantrieb (160-I) fließenden Strom und dem durch den unteren elektrischen Walzenantrieb (160-II) fließenden Strom; und
    dass die Tröpfchengröße der ersten Emulsion verkleinert und/oder die Tröpfchengröße der zweiten Emulsion vergrößert wird, solange der durch den oberen elektrischen Walzenantrieb fließende Strom größer ist als der durch den unteren elektrischen Walzenantrieb fließende Strom; und umgekehrt.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass es sich bei dem Schmiermittel um Walzöl oder um Kerosin handelt.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zusätzlich zu der Veränderung der Tröpfchengröße auch die Konzentration des Schmiermittels in der ersten Emulsion vergrößert und/oder in der zweiten Emulsion verkleinert wird, solange die Reibung oben größer ist als die Reibung unten; und umgekehrt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zum Angleichen der Reibungen oben und unten die Einstellung der Tröpfchengröße zunächst bei einer voreingestellten minimalen Konzentration des Schmiermittels in der ersten und der zweiten Emulsion erfolgt; und dass zusätzlich zu der Tröpfchengröße die Konzentration des Schmiermittels in der Emulsion nur dann verändert, insbesondere erhöht wird, wenn die Tröpfchengröße nicht weiter verändert, insbesondere nicht mehr weiter verkleinert werden kann.
  7. Walzgerüst (100) zum Walzen, insbesondere Kaltwalzen, eines Walzgutes (200) mit:
    einer oberen und einer unteren Arbeitswalze (140-I, 140-II), welche einen Walzspalt aufspannen zum Walzen des Walzgutes (200);
    mindestens einer Mischeinrichtung (110-I, 110-II) zum Mischen von Wasser und einem Schmiermittel zu einer ersten und einer zweiten Emulsion;
    mindestens einer oberen Spritzdüse (130-I) zum Spritzen der ersten Emulsion auf die obere Arbeitswalze (140-I) und/oder auf die Oberseite des Walzgutes (200) auf der Einlaufseite des Walzgerüstes (100);
    mindestens einer unteren Spritzdüse (130-II) zum Spritzen der zweiten Emulsion auf die untere Arbeitswalze (140-II) und/oder die Unterseite des Walzgutes (200) auf der Einlaufseite des Walzgerüstes (100); und
    einer Ermittlungseinrichtung (170) zum Ermitteln eines Größenunterschieds zwischen der Reibung oben zwischen der oberen Arbeitswalze (140-I) und Oberseite des Walzgutes (200) und der Reibung unten zwischen der unteren Arbeitswalze (140-II) und Unterseite des Walzgutes (200);
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine obere und eine untere Zerstäubereinrichtung (120-I, 120-II) vorgesehen ist zum Einstellen der Tröpfchengröße bei der ersten und der zweiten Emulsion im Ansprechen auf Stellsignale einer Steuereinrichtung (150); und
    dass die Steuereinrichtung (150) ausgebildet ist, die Stellsignale für die obere und die untere Zerstäubereinrichtung (120-I, 120-II) derart zu generieren, dass die von der oberen Zerstäubereinrichtung (120-I) erzeugte Tröpfchengröße der ersten Emulsion verkleinert und/oder die von der unteren Zerstäubereinrichtung (120-II) erzeugte Tröpfchengröße der zweiten Emulsion vergrößert wird, solange die Reibung oben größer ist als die Reibung unten; und umgekehrt.
  8. Walzgerüst (100) nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein oberer Walzenantrieb (160-I) vorgesehen ist zum Antreiben der oberen Arbeitswalze (140-I), einer oberen Zwischenwalze oder einer oberen Stützwalze;
    ein unterer Walzenantrieb (160-II) vorgesehen ist zum Antreiben der unteren Arbeitswalze (140-II), einer unteren Zwischenwalze oder einer unteren Stützwalze; und
    dass die Ermittlungseinrichtung (170) zum Ermitteln des Größenunterschieds zwischen der Reibung oben und der Reibung unten aufweist:
    eine erste Drehmomentmesseinrichtung (172-I) zum Messen des von dem oberen Walzenantrieb (160-I) erzeugten Drehmomentes (M1);
    eine zweite Drehmomentmesseinrichtung (172-II) zum Messen des von dem unteren Walzenantrieb (160-II) erzeugten Drehmomentes (M2); und
    eine Berechnungseinrichtung (176) zum Berechnen des Größenunterschieds zwischen der Reibung oben und der Reibung unten repräsentativ als Unterschied zwischen dem von dem oberen Walzenantrieb erzeugten Drehmoment (M1) und dem von dem unteren Walzenantrieb erzeugten Drehmoment (M2); und
    dass die Steuereinrichtung (150) ausgebildet ist, die Stellsignale (S1, S2) für die obere und die untere Zerstäubereinrichtung derart zu generieren, dass die von der oberen Zerstäubereinrichtung (120-I) erzeugte Tröpfchengröße der ersten Emulsion verkleinert und/oder die von der unteren Zerstäubereinrichtung (120-II) erzeugte Tröpfchengröße der zweiten Emulsion vergrößert wird, solange das von dem oberen Walzenantrieb (160-I) erzeugte Drehmoment (M1) größer ist als das von dem unteren Walzenantrieb (160-II) erzeugte Drehmoment (M2); und umgekehrt.
  9. Walzgerüst (100) nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein oberer elektrischer Walzenantrieb (160-I) vorgesehen ist zum Antreiben der oberen Arbeitswalze (140-I);
    ein unterer elektrischer Walzenantrieb (160-II) vorgesehen ist zum Antreiben der unteren Arbeitswalze (140-II);
    die Ermittlungseinrichtung (170) zum Ermitteln des Größenunterschieds (ΔR) zwischen der Reibung oben und der Reibung unten aufweist:
    eine erste Strommesseinrichtung (174-I) zum Messen des durch den oberen Walzenantrieb (160-I) fließenden Stromes;
    eine zweite Strommesseinrichtung (174-II) zum Messen des durch den unteren Walzenantrieb (160-II) fließenden Stromes; und
    eine Berechnungseinrichtung (176) zum Berechnen des Größenunterschieds (ΔR) zwischen der Reibung oben und der Reibung unten repräsentativ als Unterschied zwischen dem durch den oberen Walzenantrieb fließenden Strom und dem durch den unteren Walzenantrieb fließenden Strom; und
    dass die Steuereinrichtung (150) ausgebildet ist, die Stellsignale (S1, S2) für die obere und die untere Zerstäubereinrichtung (120-I, 120-II) derart zu generieren, dass die von der oberen Zerstäubereinrichtung (120-I) erzeugte Tröpfchengröße der ersten Emulsion verkleinert und/oder die von der unteren
    Zerstäubereinrichtung (120-II) erzeugte Tröpfchengröße der zweiten Emulsion vergrößert wird, solange der durch den oberen Walzenantrieb (160-I) fließende Strom größer ist als der durch den unteren Walzenantrieb (160-II) fließende Strom; und umgekehrt.
  10. Walzgerüst (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die mindestens eine Mischreinrichtung (110-I, 110-II) ausgebildet ist zum individuellen Einstellen der Konzentration des Schmiermittels in der ersten und der zweiten Emulsion im Ansprechen auf Stellsignale der Steuereinrichtung (150); und
    dass die Steuereinrichtung (150) weiterhin ausgebildet ist, Stellsignale (S3, S4) für die Mischeinrichtung derart zu generieren, dass die von der Mischeinrichtung (110-I, 110-II) eingestellte Konzentration des Schmiermittels in der ersten Emulsion vergrößert und/oder für die zweite Emulsion verkleinert wird, solange die Reibung oben größer ist als die Reibung unten; und umgekehrt.
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